engrase del motor y refrigeracion

7/26/2019 Engrase Del Motor y Refrigeracion

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Engrase del motor

Indice artculos

IntroduccinLos elementos en movimiento del motor estn sujetos a rozamientos durante el funcionamiento.Estos elementos absorben una cantidad de trabajo que se transforma en calor, resultado de ellouna perdida de energa por rozamiento. Esta energa absorbida y transformada en calor puede serelevada, aciendo que las piezas se dilaten. !i las piezas del motor se dilatan en e"ceso por unrozamiento e"cesivo se pueden llegar gripar, provocando una grave avera en el motor.

#l utilizar un lubricante $aceite motor% entre piezas que se mueven en contacto, el rozamiento entreellas ser mas suave, el trabajo absorbido ser menor y, por tanto, sern menores las p&rdidas laenerga transformada en calor. Esta pelcula de aceite, que se interpone entre las superficies decontacto, queda dividida en tres capas' dos de ellas se adieren por capilaridad a las superficiesmetlicas que impregnan, mientras la tercera capa, o capa intermedia, ace de cojinete com(n, enforma de cojn idrulico, entre las superficies sometidas a presin, con lo que disminuye el roceentre ellas y se amortiguan los ruidos por golpeteo durante su funcionamiento. La superficie de las
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piezas del motor por muy lisas y pulidas que est&n, no son perfectamente planas, por lo que noqueda otro remedio que utilizar un lubricante.

# pesar del uso del sistema de engrase en el motor sigue abiendo resistencias pasivas queabsorben cierta potencia al motor. Esta resistencia depende del espesor de la capa de aceite y dela fluidez del mismo, as como de la forma y estado de las superficies en contacto. Estasresistencias pasivas se transforman en calor, que es absorbido por el aceite, el cual necesita serrefrigerado para que no se transmita a las piezas en movimiento.

)isin principal del aceite de engrase*

Lubricar las piezas en contacto por medio de la interposicin de una pelcula de aceite,

para que el rozamiento entre ellas sea lo mas suave posible y as evitar perdidas depotencia por rozamientos.

#bsorber el calor producido por los rganos en movimiento y transportarlo al crter donde

es refrigerado.

#mortiguar los golpes en las piezas sometidas a desplazamientos por la accin de empuje

de otros elementos, como son* mu+equillas, apoyos de bancada, etc., eliminando a la vezlos ruidos procedentes del golpeteo.

Efectuar la limpieza de los rganos en contacto al arrastrar en su recorrido las partculas

procedentes de la accin esmeriladora entre ellos, limpiando adems las paredes de loscilindros de partculas de carbn aderidas a ellos procedentes de la combustin.

Efectuar, por ultimo, una accin de sellado en los segmentos, aciendo erm&tica la

cmara de compresin.


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#ceites de engraseLos aceites empleados en la lubricacin de los motores son generalmente aceites minerales,aunque desde ace unos a+os tambi&n se utilizan los aceites sint&ticos. Los aceites minerales seobtienen de la destilacin de petrleo bruto. El aceite de engrase para motores esta sometido aelevadas temperaturas y presiones, lo cual ace que tiendan a descomponerse, anulando as suspropiedades lubricantes' por tanto, la calidad de estos aceites debe ser tal que no se quemen ni

deterioren. ara ello se emplean los aceites minerales base, obtenidos del petrleo, mezclados conaditivos que mejoren sus cualidades.

Los aditivos principales que se a+aden al aceite de motor son los* antio"idantes, anticorrosivos,detergentes y dispersantes.

Los antio"idantes* disminuyen la tendencia del aceite a degradarse por o"idacin al

contacto por el aire.

Los anticorro"ivos* evitan que las piezas del motor en contacto con el aceite degradado se

o"iden.

Los detergentes* tienen la funcin de limpiar las superficies y evitar la acumulacin de

lodos y barnices.

Los dispersantes* evitan la acumulacin de partculas y residuos que se depositan en el

crter y los mantienen en suspensin asta el cambio de aceite.

El aceite para un motor debe cumplir ciertas caractersticas fsicas y qumicas muy especficas. Lascaractersticas que definen el aceite de motor son.

Viscosidad

La viscosidad se define como la resistencia que opone un liquido a fluir por un conducto.Esta caracterstica es muy importante en los aceites de engrase y debe ser la adecuadapara que cumplan perfectamente la misin encomendada, ya que si el aceite es muy fluidollenar perfectamente los espacios y olguras entre las piezas en contacto, pero encambio, debido a su e"cesiva fluidez, soportara con dificultad las cargas y presiones a quedebe estar sometido y no eliminara los ruidos de funcionamiento. or el contrario, si elaceite es muy viscoso, soportara perfectamente la presin, pero fluir mal por losconductos de engrase, llenara con dificultad el espacio entre las piezas y la bomba ynecesitara, adems, un mayor esfuerzo para su arrastre, obligando a consumir mayorenerga al motor y ocasionando un mayor calentamiento del mismo.

Adherencia o untuosidadLa aderencia se define como la capacidad que poseen los aceites de aderirse a lassuperficies que impregnan. Esta propiedad en los aceites permite mantener en lassuperficies de las piezas en movimiento una pelcula constante de aceite, con lo que lalubricacin de las mismas es permanente.ara aumentar la aderencia de los aceites minerales obtenidos del petrleo se a+adecomo aditivo y en peque+as proporciones, aceites vegetales que poseen gran aderencia,como son los aceites de palma y de colza.


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Punto de congelacin

!e llama punto de congelacin a la temperatura mas baja a la cual solidifica un aceite. Estatemperatura en los aceites de motor debe lo mas baja posible para que conserven lasuficiente fluidez con temperaturas e"tremas de funcionamiento.

Punto de inflamacin

!e conoce como punto de inflamacin en los aceites la temperatura mnima a la que seinflaman sus vapores en contacto con un punto incandescente. Los aceites utilizados enmotores suelen tener un punto de inflamacin muy alto' del orden de los -/01.

Estabilidad qumica

Es la capacidad que tienen los aceites de permanecer inalterables con el tiempo a lao"idacin y a la descomposicin. ara evitar la descomposicin del aceite se a+adenaditivos como emos dico en el apartado anterior.

#ctualmente en los motores se utilizan, adems, de los aceites de base mineral, los aceitessint&ticos y semisinteticos.

Aceites minerales* se obtienen de la destilacin del petrleo bruto.

Aceites sintticos* tienen un contenido mnimo de bases minerales del petrleo

modificadas en laboratorios para balancear su composicin molecular y dar propiedadesdiferentes a las bases minerales. !on ecas por procesos qumicos donde sereestructuran las mol&culas para que se conviertan en estructuras ms estables y por endemenos influenciadas a reaccionar adversamente ante otros compuestos. Los lubricantessint&ticos tienden a no contener tomos de carbono sueltos que reaccionan. Estoscarbones reaccionan combinndose con el o"geno creando as cidos dentro del motor.Los lubricantes sint&ticos son dise+ados para acer su trabajo eficientemente sin tenerrecurrir a los aditivos y compuestos que acompa+an a los lubricantes minerales.

Aceites semisinttico* son una mezcla de un aceite mineral con uno sint&tico. !e mejoran

las cualidades del aceite con respecto a los minerales pero sin llegar a la calidad del aceitesint&tico.

Clasificacin de los aceitesLos aceite se clasifican principalmente*

or la viscosidad

or las condiciones de servicio

1lasificacin por viscosidadLa viscosidad o grado de viscosidad, viene determinada actualmente por el sistemas !#E $!ocietyof #utomotive Engineers 2 !ociedad 3orteamericana de ingenieros del automvil%. Estaclasificacin relaciona la viscosidad con la temperatura de uso de un aceite. 1onsta de 4/ grados!#E, los seis primeros, de / a -5, van acompa+ados de la letra 6 $7inter 2 invierno%.Los distintos grados de viscosidad indican la temperatura mnima a la que puede utilizarse dico


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aceite conservando un estado que le permita fluir por los conductos a la presin adecuada y lleguea todos los puntos del motor que necesitan de engrase incluso durante el arranque cuando el motortodava esta fro.

8e acuerdo al grado !#E de viscosidad los aceites se clasifican en *

#ceites )onogrado* se caracterizan porque tienen solo un numero o grado de viscosidad$p. ej. 4/6%. Este numero indica los mrgenes de temperatura dentro de los cuales dicoaceite tiene un buen comportamiento. 1uando el numero o grado viene acompa+ado de laletra 6 $6inter% indica que el aceite permite un fcil arranque del motor en tiempo fro$temperatura por debajo de /91%. #corde con la temperatura del medio ambiente pordebajo de /91, se selecciona el grado !#E que acompa+a a la letra 6, ya que cada unode estos grados est en funcin de dica temperatura. Los otros grados !#E que no traenla letra 6 se emplean para operaciones en clima clido y bajo condiciones severas defuncionamiento.Este tipo de aceite es adecuado para zonas donde la temperatura ambiente no sufrevariaciones importantes.

Grados SAE

Temperaturamnima defuncionamie

nto

/ 6 2 :/ 01

5 6 2 -5 01

4/ 6 2 -/ 01

45 6 2 45 01

-/ 6 2 4/ 01

-5 6 2 5 01

#ceite )ultigrado* este aceite tiene ms de un grado de viscosidad !#E $p. ej. 456/%.

oseen un alto ndice de viscosidad lo cual les da un comportamiento uniforme a diferentestemperaturas, tanto en clima fro con en clima clido, por lo que les ace mas adecuadosen climas donde varia muco la temperatura de verano a invierno.

Clasificacin segn las condiciones de ser!icioLos aceites se someten a una serie de pruebas en el laboratorio y tambi&n directamente en losmotores para determinar su calidad. Los organismos que clasifican la calidad de los aceites deengrase motor son*


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#I, en Estados ;nidos.

#1E#, en Europa

#dems e"isten otros organismos como el ejercito o las propias marcas de automviles que

desarrollan sus propias categoras y calidades e"igidos a los aceites.

Clasificacin AP"#I $#merican etroleum Institute%, establece los niveles de calidad para los lubricantes deautomocin, orientados fundamentalmente a fabricantes norteamericanos. Los niveles de calidadse identifican con dos letras. Los que empiezan por !, se refieren a veculos gasolina, y cuandoempiezan por 1, se refieren a veculos diesel. La segunda letra despu&s de la ! o la 1 indica elnivel de calidad, en orden creciente, siendo #I !L por ejemplo el m"imo nivel de calidad paraveculos de gasolina.

1ategora #I para motores


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1ategora para motores 8iesel

Las categoras #I 1#, 1=, 11, 18, 1E estn obsoletas actualmente.#ctualmente se utilizan las categoras #I 1>, 1>2-, 1>2, 1?2, 1@2, 1I2.


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Clasificacin ACEA#1E# $#sociation des 1onstructeurs Europeen dA#utomviles% es la #sociacin de 1onstructoresEuropeos de automviles. #1E# clasifica los aceites de engrase para motores en tres grupos, cadauno de ellos destinado a un particular tipo de motor' la letra # para motores de gasolina, la letra =

para motores 8iesel de servicio ligero, la letra E para 8iesel de servicio pesado $camiones%.

#otoresde

gasolina$A%

#otores&iesel

deser!icioligero

$'%

#otores&iesel

deser!iciopesado

$E%

#4 2BCDB

=4 2BCDB

E4 2 BC

#- 2BCDB

=- 2BCDB

E- 2 BC

#: 2BCDB

=: 2BCDB

E: 2 BC

# 2 = 2 B E 2 B

#5 2 /- =5 2 /- E5 2 BB

A(.2 #ceite para motores a gasolina dise+ados para utilizar aceites de baja friccin. E"isten

motores que FnoF pueden usar estos aceites.

A).2 #ceite de uso general para motores a gasolina, con intervalos de cambio normales.

3o apropiado para algunos motores de altas prestaciones.

A*.2 #ceite de viscosidad muy estable para motores de gasolina de altas prestaciones o

con mantenimiento e"tendido, as como para aceites de baja viscosidad y periodo demantenimiento de un a+o o servicio severo.

A+.2 #ceite reservado para usar con futuros motores de inyeccin directa de gasolina.

A,.2 #ceite de viscosidad muy estable para motores de gasolina, de altas prestaciones o

con mantenimiento e"tendido, preparados para aceites de baja viscosidad y reducidafriccin. @ay motores que no pueden usar estos aceites.

'(.2 #ceite para motores diesel ligeros, dise+ados para usar aceites de baja friccin, baja

viscosidad. @ay motores que no pueden usar estos aceites.

').2 #ceite de uso general para motores diesel ligeros, principalmente en motores con

inyeccin F indirecta F, con intervalos de cambio normales. 3o es apropiado para algunosmotores de altas prestaciones.


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'*.2 #ceite de viscosidad muy estable para motores diesel ligero de altas prestaciones o

con mantenimiento e"tendido, as como para aceites de baja viscosidad y periodo demantenimiento de un a+o o servicio severo.

'+.2 #ceite de viscosidad muy estable para motores diesel con inyeccin directa y con

mantenimiento e"tendido incluye todas las aplicaciones =:.

',#ceite de viscosidad muy estable para motores diesel ligeros con mantenimiento

e"tendido, preparados para aceites de baja viscosidad. @ay motores que no pueden usarestos aceites.

!istemas de engrase!e a visto la importancia y necesidad del engrase en el motor para reducir los rozamientos entrepiezas, que provocan perdidas de potencia y un deterioro prematuro de las piezas del motor. Loselementos del motor que estn sometidos a friccin y que, por tanto, se deben lubricar son*

Los rganos en rotacin

2 Los apoyos y las mu+equillas del cigGe+al2 Los apoyos del rbol de levas y las levas2 Los engranajes o la cadena de distribucin

Los rganos deslizantes

2 Los pistones en los cilindros2 Las vlvulas en sus guas

Los rganos oscilantes

2 Los pies de bielas2 Los balancines


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En motores 8iesel de inyeccin directa se necesita una refrigeracin especial de sus pistones, yaque estos tienen mecanizados sobre si mismos las cmaras de combustin. ara esta misin sedisponen de unos surtidores $figura inferior% en la parte inferior del cilindro, que reciben el aceite delcircuito principal de engrase y proyectan un corro continuo de aceite sobre la parte inferior delpistn.


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El engrase del turbo1omo el turbo esta sometido a altas temperaturas de funcionamiento, el engrase de los cojinetesdeslizantes es muy comprometido, por someterse el aceite a altas temperaturas y desequilibriosdinmicos de los dos rodetes en caso de que se le peguen restos de aceites o carbonillas a laspaletas curvas de los rodetes $alabes de los rodetes% que producirn vibraciones con distintasfrecuencias que entrando en resonancia pueden romper la pelcula de engrase lo que producir

microgripajes. #dems el eje del turbo esta sometido en todo momento a altos contrastes detemperaturas en donde el calor del e"trem caliente se transmite al lado mas fri lo que acent(alas e"igencias de lubricacin porque se puede carbonizar el aceite.El engrase en los turbos de geometra variable es mas comprometido aun, por que adems de losrodamientos tiene que lubricar el conjunto de varillas y palancas que son movidas por el depresorneumtico, al coger suciedades $barnices por deficiente calidad del aceite%, ace que se agarrotenlas guas y compuertas y el turbo deja de trabajar correctamente, con perdida de potencia por partedel motor.


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Los sistemas de engrase empleados asta la actualidad en la lubricacin de los motores son lossiguientes*

Engrase por barboteo

Engrase a presin

Engrase mi"to


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penetraba por el conducto de engrase del cojinete.El resto del aceite, por la fuerza centrfuga del movimiento, ser lanzado contra las paredes delcilindro y dems superficies e"ternas en movimiento que, al escurrir, penetraba por unos conductosque llegaban asta los cojinetes de bancada y rbol de levas.

1omo puede observarse, con este sistema, adems de realizar un engrase imperfecto en losmotores, aba que vigilar constantemente el nivel de aceite en el crter, pues si este bajaba losuficiente para que la cucarilla no recogiera aceite, se quedaba completamente sin engrase. araevitar este inconveniente se utilizaba una bomba mecnica situada en el fondo del crter ysumergida en la masa de aceite, eleva este por unos tubos labrados en el interior del motor, astaunas bandejas, una debajo de cada biela, donde el nivel resulta constante aunque vare el aceite

total acumulador en el crter La cabeza de biela lleva una cucarilla cuya misin es recoger elaceite y lanzarlo por todas las partes formando una neblina que lubrica el interior del motor, comoace el sistema anteriormente e"plicado.


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Engrase a presinEl engrase a presin consiste en mandar aceite, por medio de una bomba, a todos aquellos puntosdonde se necesita la lubricacin, asegurando, de esta forma, la alimentacin constante de aceite alos elementos anteriormente citados, para lo cual la bomba suministra el suficiente caudal a lapresin requerida.

Engrase mi-toEl sistema mi"to, actualmente utilizado en todos los motores modernos, consiste en combinar las

ventajas del engrase a presin y barboteo, lubricando a presin los apoyos del cigGe+al, rbol delevas, cojinetes de biela y balancines y engrasando por barboteo los cilindros y superficies e"ternasde los elementos en movimiento.


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Engrase por c/rter secooco empleado en automviles, se usa mas en motocicletas y motores de aviacin. !u principalcaracterstica es que el depsito de aceite, esta situado fuera del crter ;na tubera lleva el aceitepor gravedad a la bomba de engrase que lo reparte por el circuito de aceite a presin a todas laspiezas que necesitan lubricacin. La niebla aceitosa se forma igual que en los sistema de engraseanteriores, aunque es menos densa. El aceite que rebosa de los cojinetes y el que resbala por lasparedes internas del motor, caen al fondo del crter, donde una segunda bomba la recoge y loenva por otro tubo, nuevamente al depsito.Este sistema de engrase tiene la ventaja principalmente de una mejor refrigeracin del aceite


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Estudio de los elementos que componen el sistema de engraseLos circuitos de engrase a presin, instalados actualmente en los motores, estn formados por unaserie de elementos cuya misin es acer que el aceite de engrase llegue, con la suficiente presiny limpieza, a los puntos a lubricar, manteniendo la circulacin del mismo dentro unos limites de

fluidez para un mejor refrigeracin de los elementos lubricados.

Los elementos empleados para mantener estas condiciones de engrase en el circuito son lossiguientes*

=omba de engrase* movida por el propio motor, con capacidad suficiente para mantener el

caudal y la presin necesaria en el circuito.

lvula de descarga* empleada para mantener la presin constante del aceite de engrase

en el circuito.

!istema de filtrado y depurado de aceite* sirve para mantener el aceite limpio deimpurezas.


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'ombas de engraseEntre las bombas de engrase mas utilizadas en la actualidad para motores de e"plosin y 8ieselestn las siguientes*

=omba de engranajes.

=omba de rotores o rodetes

=omba de paletas


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=omba de engranajesEsta constituida por una carcasa de aleacin ligera, donde van alojados dos pi+ones engranadosentre s, de los cuales uno, el conducido, gira loco en su eje FimpulsadoF por el pi+n FconductorFque recibe movimiento generalmente del rbol de levas o directamente de la distribucin. Losengranajes estn alojados en la carcasa cuya forma interior se ajusta al contorno de estos,formando dos cmaras separadas, una de aspiracin que comunica con el crter, y otra de presin,comunicada con el circuito principal.


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En su movimiento, los pi+ones aspiran el aceite del crter, a trav&s del pre2filtro. Los engranajesgiran entre ellos en sentido contrario, de manera que transportan el aceite en los espaciosformados entre los dientes y las paredes de la carcasa, esto crea una depresin en la cmara deaspiracin que absorbe el aceite del crter La acumulacin de aceite en la cmara de salida originala presin de engrase.La bomba de engranajes tiene una constitucin sencilla, pero cuenta con el inconveniente de que abajas revoluciones tiene poco poder de aspiracin.


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=omba de rotores o rodetesEsta constituida por un rotor o pi+n conductor que mueve un rodete o rotor provisto de una seriede entrantes interiores que engranan con los salientes del pi+n. Este pi+n tiene un salientemenos que el rodete dando lugar a la formacin de dos cmaras, una de aspiracin y otra depresin.


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El giro del pi+n y del rodete ace que la cmara de admisin aumente absorbiendo el aceite delcrter En la cmara de compresin el espacio disminuye y el aceite es impulsado a presin acia elcircuito principal de engrase. La principal ventaja de esta bomba es su capacidad de generar altaspresiones.

=omba de engranajes interioresEste tipo de bomba generalmente se monta directamente en el e"tremo del cigGe+al que transmitesu movimiento al pi+n conductor de la bomba. El funcionamiento de la bomba es similar al de labomba de engranajes. El sentido de giro de ambos engranajes es el mismo y el aceite estransportado en el espacio que se forma entre los dientes y la media luna por sus dos lados, desdela cmara de aspiracin asta la de presin. Este tipo de bomba tiene la ventaja de podersuministrar gran cantidad de aceite desde bajas revoluciones del motor.


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lvula de descargaLas bombas de engrase en su funcionamiento suministran una cantidad de aceite con una presinque depende directamente del numero de revoluciones del motor. or este motivo, puede llegar unmomento en que la presin sea e"cesiva, ocasionando un gasto in(til de energa y un elevadoriesgo de avera en la instalacin.ara evitar los inconvenientes e"puestos se instala en los motores una vlvula de descarga, que seacopla en la misma bomba de engrase o en el circuito principal de engrase, la cual cumple en elcircuito tres misiones importantes*

8escargar al crter el aceite sobrante cuando el aumento de velocidad del motor ace

e"cesiva la presin proporcionada por la bomba.

Jegular la presin de aceite, ajustndola al estado y olguras del motor.

!ervir como dispositivo de seguridad, ya que descarga el aceite al crter cuando por

obstruccin en las canalizaciones la presin suministrada por la bomba puede dar lugar asobrepresiones peligrosas en los conductos del motor.

El funcionamiento de la vlvula se basa en el desplazamiento de un peque+o &mbolo o bola, quecierra, por medio de la accin de un muelle tarado a la presin de engrase que se necesita.


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el crter, con la ventaja de que si el filtro, por e"ceso de suciedad, se obstruye, la circulacin deaceite a los puntos de engrase no se altera.!in embargo, en este sistema, el aceite que llega a las canalizaciones de engrase no est e"entode impurezas al ser una mezcla de aceite purificado y sucio, lo cual puede obstruir los conductosde engrase y, si el filtro se obstruye, el sistema queda totalmente sin filtrado.

#lguno veculos, para paliar este inconveniente, intercalan un segundo filtro en serie, con lo cualel filtrado es completo, pero encarecen muco el sistema al tener que disponer una bomba queproporcione mas caudal y llevar ms elementos instalados en el circuito.

0iltrado en serieEste sistema es el utilizado por la mayora de los automviles actualmente. Kodo el aceite queproporciona la bomba de engrase es obligado a pasar por el filtro, de esta manera se produce unfiltrado total del aceite.Este sistema de filtrado cuenta con un conducto en derivacin controlado por una vlvula by2pass.1on esto se evita en caso de que se obstruya el filtro


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>iltros de aceite1omo elemento filtrante se utiliza una lamina de material te"til o plstico poroso $llamado FpapelfiltranteF, aunque no es un papel corriente%, que se dobla en forma de acorden, para que presentemuca superficie al aceite, a cuyo paso opone as poca resistencia. En caso de que obstruyera porsuciedad o avera el el elemento filtrante, una vlvula by2pass dejara paso al aceite para que no sequede el motor sin engrase. Los filtros tienen forma de cartuco y va alojado dentro de unrecipiente o carcasa metlica, con los orificios de entrada y salida de aceite, cuya forma y

acoplamiento al motor varia de unos a otros seg(n el dise+o del fabricante. Esto filtros vanadosados en la parte e"terior del motor, con fcil acceso al mismo para poder ser recambiados confacilidad.

Kipo del filtros*


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0iltros monobloc1

!e utilizan generalmente en los automviles donde el cartuco o elemento filtrante y elrecipiente forman una sola pieza. Estos filtros son mas econmicos y de fcil intercambio alser acoplados directamente al soporte adosado del motor, por esta razn son los masutilizados actualmente..

0iltro con cartucho recambiable

Este tipo de filtros se utilizan sobre todo en motores 8iesel grandes, en conjunto son mscaros y de mantenimiento mas laborioso. En la figura inferior se puede ver el filtro de aceiteutilizado en un motor =)6 5-5 tds.


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Jefrigeracin del aceite#unque los aceites empleados en la actualidad son de gran calidad y varan poco su viscosidad


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con la temperatura, contiene mantener est dentro de unos limites ptimos de funcionamiento paraque pueda ejercer perfectamente su accin refrigerante en los elementos lubricados y evitar que,por e"ceso de calor, el aceite pierda viscosidad, ya que las elevadas temperaturas en los motorescalientan el aceite de engrase.Esta temperatura debe mantenerse dentro de la temperatura de r&gimen del motor $5 a 5 01%,para lo cual el aceite caliente retorna al crter donde es refrigerado, para volver a cumplir su misinen el circuito.El aceite puede refrigerarse por medio de dos m&todos*

2efrigeracin por agua* es el m&todo mas utilizado y mas econmico. !e utiliza un

intercambiador colocado entre el motor y el filtro. El intercambiador es un elemento uecocolocado en el bloque motor, por su interior circulan el aceite de engrase y el agua derefrigeracin por dos cmaras separadas. #mbos lquidos se transmiten sus temperaturasel uno al otro. El agua de refrigeracin e"trae el calor del aceite cuando el motor estacaliente, manteniendole en unas temperaturas constantes y adecuadas. or el contrariocuando el motor esta fro, como el agua de refrigeracin se calienta antes, transmite estecalor al aceite que esta mas fro, por lo que le lleva mas rpidamente a la temperaturaadecuada de funcionamiento.1on este sistema se consigue que el aceite llegue antes a su temperatura de

funcionamiento y una vez alcanzada la mantiene a un nivel constante entre /0 y B/01.


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MMMM

2efrigeracin por aire* se trata de un m&todo mas caro y complicado utilizado

principalmente en automviles de altas prestaciones. En este sistema se ace pasar elaceite de engrase por un radiador especial para este propsito. El aceite es refrigerado porel contacto del aire con el radiador. El aire incide sobre el radiador debido a la velocidad delveculo y por el ventilador utilizado en la refrigeracin del motor.El paso del aceite del motor al radiador es controlado por una vlvula termostatica $tambi&nllamada sand7ic%. El aceite pasa la radiador cuando el motor se calienta, con el motor frola vlvula termostatica no deja pasar el aceite, a medida que se va calentado el motor, elaceite se calienta y la vlvula se empieza abrir dejando pasar una mnima cantidad deaceite que ira aumentado a medida que se va calentado el motor. En la foto inferior sepuede ver la vlvula termostatica o sand7ic. El sand7ic se instala sobre el bloque motorpor un lado y por el otro se rosca el filtro. 8e la vlvula termostatica salen dos tuberasfle"ibles que se conectan con el radiador utilizado para este propsito.


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El manocontacto!e coloca en el circuito principal de engrase roscado en el bloque motor, su misin es detectar siay presin en el circuito. El manocontacto esta constituido por una membrana que recibe lapresin del aceite por una de sus caras y por la otra mueve unos contactos metlicos que cierranun circuito el&ctrico. El circuito el&ctrico enciende o apaga la lmpara de presin de engrasesituada en el tablero de instrumentos.

1on el motor parado el contacto el&ctrico esta cerrado por lo que la lmpara indicadora

esta encendida.

1on el motor en funcionamiento la presin del aceite empuja la membrana del

manocontacto, separando los contactos el&ctricos por lo que la lmpara indicadora se


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apaga. La presin mnima del aceite para que el engrase del motor sea adecuada estaentre /,: y /, bar. En caso de que la lmpara indicadora no se apague con el motor enmarca es imprescindible parar el motor para que no sufra averas graves.

En algunos veculos se sustituye o se complementa la lmpara indicadora de presin de aceitepor un sensor o manmetro que nos indica la presin del motor de forma constante. El sensor estaatornillado al bloque motor por medio de la carcasa $4%, por donde entra la presin de aceiteprocedente del circuito principal de engrase, presionando sobre una membrana elstica $-% quetiene incorporado uno de los contactos el&ctricos $%. El otro contacto el&ctrico esta incorporado enel bimetal $:%.El reloj indicador $C% de funcionamiento el&ctrico esta constituido por un bimetal $% unido a unaaguja $% indicadora de presin que se desplaza por una esfera graduada en NgDcm-.


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Jefrigeracin del motor

Indice artculos

8urante el funcionamiento del motor, la temperatura alcanzada en el interior de los cilindros es muyelevada, superando los -/// 01 en el momento de la combustin. Esta temperatura, al estar porencima del punto de fusin de los metales empleados en la construccin del motor, podra causarla destruccin de los mismos.

#unque esta temperatura sea instantnea, pues baja durante la e"pansin y escape de los gases,aun as la temperatura media es muy elevada, y si no se dispusiera de un buen sistema derefrigeracin, para evacuar gran parte del calor producido en la e"plosin, la dilatacin de losmateriales seria tan grande que producira en ellos agarrotamientos y deformaciones.or lo tanto el sistema de refrigeracin tendr que evacuar el calor producido durante lacombustin asta unos limites donde se obtenga el m"imo rendimiento del motor, pero que noperjudiquen la resistencia mecnica de las piezas ni el poder lubricante de los aceites de engrase.
http://www.mecanicavirtual.org/articulos.htmhttp://www.mecanicavirtual.org/articulos.htm


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Sistemas de refrigeracinLos sistemas actualmente empleados para la refrigeracin de los motores, tanto de gasolina como8iesel, son los siguientes*

Jefrigeracin por aire

Jefrigeracin por agua o mi"tos

2efrigeracin por aireEste sistema consiste en evacuar directamente el calor del motor a la atmsfera a trav&s del aireque lo rodea. ara mejorar la conductibilidad t&rmica o la manera en que el motor transmite el calora la atmsfera, estos motores se fabrican de aleacin ligera y disponen sobre la carcasa e"terior deunas aletas que permiten aumentar la superficie radiante de calor. La longitud de estas aletas esproporcional a la temperatura alcanzada en las diferentes zonas del cilindro, siendo, por tanto, demayor longitud las que estn mas pr"imas a la cmara de combustin.La refrigeracin por aire a su vez puede ser*

8irecta

>orzada

Jefrigeracin directa!e emplea este sistema en motocicletas, donde el motor va situado e"puesto completamente alaire, efectuandose la refrigeracin por el aire que ace impacto sobre las aletas durante la marcadel veculo, siendo por tanto mas eficaz la refrigeracin cuanto mayor es la velocidad dedesplazamiento. En la figura inferior se puede ver un motor de motocicleta de la marca =)6, condos cilindros orizontales refrigerados por aire.


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Jefrigeracin forzadaEl sistema de refrigeracin forzada por aire es utilizado en veculos donde el motor va encerradoen la carrocera y, por tanto, con menor contacto con el aire durante su desplazamiento. 1onsisteen un potente ventilador movido por el propio motor, el cual crea una fuerte corriente de aire que

canalizada convenientemente acia los cilindros para obtener una eficaz refrigeracin aun cuandoel veculo se desplace a marca lenta. Este sistema de refrigeracin fue utilizado por la marcaolNs7agen en su mtico escarabajo, tambi&n lo utilizo 1itroOn en su no menos mtico -1 y ?!#.


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entajas de este sistema*

La sencillez del sistema. !e obtiene un menor peso muerto del motor al eliminar los

elementos de refrigeracin

)enor entretenimiento del sistema. !e consigue al eliminar posibles averas en loselementos au"iliares de refrigeracin.

El motor ocupa menor espacio. >actor importante, a tener en cuenta en veculos

peque+os y sobre todo en motocicletas, donde el espacio destinado al motor es reducido.

3o esta sometido a temperaturas criticas del elemento refrigerante, como ocurre en los

motores que emplean el sistema de refrigeracin por agua, en el que se puede producir laebullicin o congelacin del agua. En este sistema se puede dimensionar las aletas ocanalizar el aire convenientemente para que el caudal de aire, que atraviesa el motor,asegure una eficaz refrigeracin y mantenga una temperatura optima en el motor.

8isminuye las p&rdidas de calor por refrigeracin. Estas perdidas suelen ser un 4H

menores que en la refrigeracin por agua, obteniendose, por tanto, un mayor rendimientot&rmico.

Inconvenientes*

Los motores refrigerados por aire son ms ruidosos que los refrigerados por agua. Esto es

debido a que el paso del aire por las aletas de refrigeracin origina un peque+oamplificador sonoro. En los refrigerados por agua, la capa lquida que circunda las camisasace de amortiguador de los ruidos internos.

La refrigeracin es irregular. Esto es debido a la influencia de la temperatura ambiente queproduce un mayor calentamiento al ralent, cuando el veculo no se mueve o circula muylento. Estn sometidos, por lo tanto, a un mayor peligro de gripaje lo que obliga a un mayor

juego de montaje entre sus elementos.

8ebido a la mayor temperatura en los cilindros, la mezcla o aire aspirado se dilata. 1on

esto se reduce el llenado y, por tanto, la potencia (til del motor en un CHapro"imadamente.

2efrigeracin por aguaEste sistema consiste en un circuito de agua, en contacto directo con las paredes de las camisas y

cmaras de combustin del motor, que absorbe el calor radiado y lo transporta a un depsitorefrigerante donde el lquido se enfra y vuelve al circuito para cumplir nuevamente su misinrefrigerante donde el lquido se enfra y vuelve al circuito para cumplir su misin refrigerante. Elcircuito se establece por el interior del bloque y culata, para lo cual estas piezas se fabricanuecas, de forma que el lquido refrigerante circunde las camisas y cmaras de combustincirculando alrededor de ellas.La circulacin del agua por el circuito de refrigeracin puede realizarse por FtermosifnF $apenas sea utilizado% o con circulacin forzada por bomba centrfuga.


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Circulacin del agua por termosifnEste sistema como se a dico antes, no se utiliza desde ace mucos a+os. El sistema estabasado en la diferencia de peso entre el agua fra y caliente, de forma que el agua caliente encontacto con los cilindros y cmaras de combustin pesa menos que el agua fra del radiador, conlo cual se establece una circulacin de agua del motor al radiador.

>uncionamientoEl agua caliente entra por la parte alta del radiador donde se enfra a su paso por los tubos y aletasrefrigerantes en contacto con el aire de desplazamiento. El agua fra, por el aumento de peso, bajaal depsito inferior del radiador y entra en el bosque, donde al irse calentando va ascendiendo porel circuito interno para salir otra vez al radiador.La circulacin del agua en el sistema es autorregulable, ya que al aumentar la temperatura delmotor, aumenta tambi&n la velocidad de circulacin por su circuito interno, independientemente dela velocidad de r&gimen del motor.

Inconvenientes del sistemaEl sistema es sencillo y econmico, pero, debido a la peque+a velocidad del agua en el circuito, serequiere un gran caudal, un gran volumen de lquido y muca superficie radiante en el radiador.Esto ace que el sistema requiera piezas muy voluminosos, que ocupan gran espacio muerto en elmotor, solucin que no es posible en los automviles actuales.

Circulacin de agua por bomba

Este es el sistema mayormente utilizado desde ace mucos a+os, ofrece una refrigeracin mseficaz con menor volumen de agua, ya que, debido a las grandes revoluciones que alcanzan oyda los motores, necesitan una evacuacin ms rpida de calor, lo cual se consigue forzando lacirculacin de agua por el interior de los mismos.

1onstitucin y funcionamiento del sistemaEste sistema tiene una bomba centrfuga intercalada en el circuito de refrigeracin y accionada porel propio motor. La bomba centrfuga activa la circulacin del agua en su recorrido con unavelocidad proporcional a la marca del motor.En su funcionamiento, la bomba aspira el agua refrigerada de la parte baja del radiador y la


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impulsa al interior del bloque a trav&s de los uecos que rodean las camisas y cmaras decombustin. El refrigerante sale por la parte superior de la culata y se dirige otra vez al radiador porsu parte alta, donde es enfriada nuevamente a su paso por los paneles de refrigeracin. 1on estacirculacin forzada, el agua se mantiene en el circuito a una temperatura de / a 5 01, con unadiferencia entre la entrada y la salida de a 4/ 01, controlada por medio de una vlvula de paso$termostato% que mantiene la temperatura ideal de funcionamiento sin grandes cambios bruscos enel interior de los cilindros, que podra dar lugar a dilataciones y contracciones de los materiales.El sistema de refrigeracin del motor se aproveca tambi&n para la calefaccin interna delabitculo del veculo. ara ello, se intercala en serie, a la salida del agua caliente de la culata, unintercambiador de calor que trabaja como radiador, calentado el aire del veculo.


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1omo se puede apreciar en los esquemas anteriores se dispone tambi&n de un ventilador, en estecaso movido por el propio motor t&rmico. Este ventilador, ademas de forzar el paso del aire a trav&sdel radiador para obtener una refrigeracin mas eficaz del agua sobre todo a marca lenta, tambi&nsuministra una corriente de aire al motor para refrigerar los elementos e"ternos adosados almismo, como son* el alternador, bujas, colectores de escape, etc.8ebido a la utilizacin del agua y del aire para refrigerar el motor, se le denomina tambi&n a estesistema como una refrigeracin Fmi"taF.

Estudio de los elementos que componen el circuito de refrigeracinEl circuito de refrigeracin de los motores esta formado principalmente por los siguienteselementos*

Jadiador

=omba centrfuga de agua

lvula reguladora de temperatura $termostato%

entilador


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2adiadorEl radiador sirve para enfriar el liquido de refrigeracin. El liquido se enfra por medio del aire quecoca contra la superficie metlica del radidor.El radiador esta formado por dos depsitos, uno superior y otro inferior, tambi&n pueden estar en

los laterales. #mbos estn unidos entre si por una serie de tubos finos rodeados por numerosasaletas de refrigeracin, o por una serie de paneles en forma de nidos de abeja que aumentan lasuperficie radiante de calor. Kanto los tubos y aletas como los paneles se fabrican en aleacinligera $actualmente sobre todo de aluminio%, facilitando, con su mayor conductibilidad t&rmica, larpida evacuacin de color a la atmsfera.

El depsito superior lleva una boca de entrada que se comunica por medio de un manguito degoma con la salida caliente de agua de la culata del motor. En el depsito inferior va instalada laboca de salida del agua refrigerante, unida por otro manguito de goma a la entrada de la bomba.


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Circuito de refrigeracin abierto 3 cerrado8ebido a los cambios de temperatura que se producen en el circuito de refrigeracin, sobre todo enel radiador, se necesita de un sistema que pueda adaptarse a estos cambios, para que no afectensobre el buen funcionamiento del sistema. 1uando aumenta la temperatura del motor tambi&naumenta la temperatura del liquido refrigerante, por lo que se genera una presin dentro delradiador. Esto es debido a que por efecto del aumento de temperatura, el agua se va evaporando,este vapor de agua queda concentrado en la parte superior del radiador, creando una sobrepresinen el mismo que si llegase a unos limites crticos, ara saltar el tapn de llenado o reventara elradiador.


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1errados* actualmente los mas utilizados en todos los veculos. El radiador no lleva tapn

de llenado y se comunica mediante un tubo con un peque+o depsito au"iliar llamadoFdepsito de e"pansinF. El depsito de e"pansin contiene liquido refrigerante y recibe atrav&s del tubo de unin con el radiador, los gases procedentes de la evaporacin, loscuales al contacto con el liquido se lic(an. 1uando se produce el vaco interno, el liquido

procedente del depsito de e"pansin pasa al radiador, con lo cual se restablece el circuitosin perdida de liquido en el mismo por condensacin.El depsito de e"pansin cuenta con un tapn, que tiene unas vlvulas, que como en elcaso anterior, sirven para eliminar la sobrepresin y la depresin que se produce en elradiador y que se transmiten al depsito de e"pansin.

'omba de aguaLa bomba de agua se intercala en el circuito de refrigeracin del motor, y tiene la misin de acercircular el agua en el circuito de refrigeracin del motor, y tiene la misin de acer circular el aguaen el circuito para que el transporte y evacuacin de calor sea ms rpido. 1uanto ms deprisa gire


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el motor, mayor ser la temperatura alcanzada en el mismo, pero como la bomba funcionasincronizada con &l, mayor ser la velocidad con que circula el agua por su interior y, por tanto, laevacuacin de calor.Las bombas utilizadas en automocin son de funcionamiento centrfugo, y estn formadas por unacarcasa de aleacin ligera, unida al bloque motor con interposicin de una junta unin. En elinterior de la misma se mueve una turbina de aletas unida al rbol de mando de bomba, el cual seapoya sobre la carcasa por medio de uno o dos cojinetes de bolas, con un ret&n acoplado al rbolpara evitar fugas de agua a trav&s del mismo. En el otro e"tremo del rbol va montado un cubo alcual se une la polea de mando.

Estas bombas estn calculadas para proporcionar el suficiente caudal de agua al circuito enfuncin de la potencia del motor y la temperatura a evacuar, la cual difiere esencialmente de unosmotores a otros y, sobre todo, entre los 8iesel y los de gasolina.


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Termostato@ay que tener en cuenta que la temperatura interna del motor debe mantenerse dentro de unoslimites establecidos $alrededor de 501% para obtener un perfecto funcionamiento y un rendimientom"imo, debiendo mantener esa temperatura tanto en verano como en invierno.La temperatura de funcionamiento en el motor incide directamente sobre la lubricacin y laalimentacin ya que, si est fro, el aceite se ace ms denso dificultando el movimiento de susrganos con perdida de potencia en el motor.or otra parte, a bajas temperaturas la mezcla de combustible se realiza en peores condiciones, noobteniendo toda su potencia calorfica en la combustin, con un mayor consumo para una potenciadada.!i la temperatura, por el contrario, es elevada, el aceite se ace ms fluido, perdiendo parte de suspropiedades lubricantes, con lo cual las partes mviles del motor pueden sufrir dilataciones yagarrotamientos, dificultando el movimiento se sus rganos mviles y absorbiendo una mayorpotencia que reduce el rendimiento (til del motor.El termostato se utilizara para mantener la temperatura de funcionamiento del motor entre unoslimites preestablecidos. El termostato va situado frecuentemente en la boca de salida de la culatadel motor. 1uando la temperatura del agua es inferior a la prevista, el termostato cierra la vlvulade paso impidiendo la salida del agua acia el radiador, con lo cual la circulacin se establecedirectamente desde la bomba, que al aspirar el agua caliente y mandarla al circuito interno sinrefrigerar, ace que el agua ya caliente alcance pronto mayor temperatura. 1uando el agua aalcanzado la temperatura adecuada, el termostato abre la vlvula dejando libre la circulacin acia

el radiador, con lo cual se establece el funcionamiento normal del circuito de refrigeracin.

E"isten varios tipos de termostatos. @ay termostatos denominados de FfuelleF y los mas utilizadosactualmente, los termostatos de FceraF.

Kermostato de ceraEl funcionamiento del termostato se basa en el considerable cambio del volumen de la cera a unatemperatura predeterminada. #l llegar a esta temperatura, la cera $4% se e"pande en la cpsula $-%y empuja la membrana de goma $% unida a la varilla $:%' como &sta es solidaria al puente fijo $%,


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no puede moverse y, en consecuencia, la cpsula $-% se desplaza acia abajo, venciendo laresistencia del muelle $5%. El movimiento de la cpsula abre la vlvula $C%, que se apoya en elasiento $%, y el agua penetra a trav&s del paso abierto.

1uando la cera recupera su temperatura inicial, su volumen se reduce y la cpsula asciende denuevo, ayudada por la reaccin del muelle' al final de la ascensin, la vlvula cierra el paso delagua de refrigeracin. El termostato regula as el flujo del lquido refrigerante y permite que elcircuito de refrigeracin mantenga en el motor la temperatura idnea de la marca.


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VentiladorEl ventilador sirve para impulsar el aire a trav&s del radiador para obtener una mejor y ms eficazrefrigeracin, pero ello no siempre es imprescindible cuando la velocidad del veculo es suficientepara producir la refrigeracin por el simple desplazamiento rpido del mismo. En estos casos sepuede desconectar el ventilador consiguiendo as una marca mas silenciosa del automvil y unmenor consumo de combustible.

El ventilador puede ser accionado por*

el motor t&rmico,

un motor el&ctrico, especifico para este cometido.

El accionamiento del ventilador por el motor t&rmico puede ser de forma directa o mediante unacorrea de accionamiento. En este caso el ventilador se mover continuamente mientras lo aga el

motor t&rmico.ara poder conectar y desconectar el giro del ventilador cuando es accionado por el motor t&rmico,necesitamos de un sistema que pueda acoplar y desacoplar el ventilador, teniendo en cuenta latemperatura del motor. E"isten varios sistemas de acoplamiento del ventilador al motor t&rmico.

#coplamiento mediante electroimnEl sistema consiste en acoplar sobre la polea $4% que mueve la bomba de agua, un electroimn $-%que recibe corriente a trav&s de un anillo rozante $:% y un termocontacto $% situado en el circuitode agua de la culata. En las paletas del ventilador $5%, que gira libre e independiente de la bomba y


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que va montado sobre el mismo rbol $% por medio de un rodamiento $B%, va acoplada unaarmadura $% sujeta al ventilador por medio de un sistema elstico $C%.1uando la temperatura del agua baja a los 5 01 el termostato $% se abre, interrumpiendo lacorriente al electroimn, con lo cual el ventilador queda fuera de servicio. 1uando la temperaturadel liquido refrigerante llega a los 5 01 se cierra nuevamente el circuito el&ctrico del electroimn,atrayendo a la armadura y aciendo solidario el ventilador a la polea de mando, con lo cual &stepermanece en funcionamiento.

#ccionamiento del ventilador mediante motor el&ctrico, en este caso el movimiento del ventiladores independiente del motor t&rmico. El ventilador se conecta y desconecta automticamentemediante un interruptor t&rmico $termocontacto%, tarado para la cone"in entre B/ y B 01 y ladescone"in - a B/ 01.El circuito el&ctrico se compone de un termocontacto, un rel& y el propio motor el&ctrico. El

termocontacto consta de un elemento bimetalico que al calentarse cierra un contacto el&ctrico quealimenta el motor el&ctrico. El termocontacto va instalado en la salida del radiador.El tama+o del ventilador y la potencia del motor el&ctrico depende de si el motor es 8iesel ogasolina. Kambi&n depende de si el automvil monta o no aire acondicionado.


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!e pueden montar uno o dos ventiladores, a su vez cada ventilador puede ser de una o dosvelocidades. En los automviles con aire acondicionado el FcondensadorF va situado junto con elradiador, con esto se consigue que ambos elementos se refrigeren con el aire que coca con laparte delantera del veculo cuando este se mueve. El ventilador o los ventiladores ademas derefrigerar el FradiadorF tambi&n lo acen con el FcondensadorF. or esta razn es necesario deunos ventiladores mas potentes o el uso de dos ventiladores cuando el veculo monta aireacondionado.


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4quidos refrigerantes 3 anticongelantes1omo lquido refrigerante se emplea generalmente el agua por ser el lquido ms estable yeconmico, pero se sabe que tiene grandes inconvenientes, ya que a temperaturas de ebullicin elagua es muy o"idante y ataca a las partes metlicas en contacto con ella. or otra parte, y debidoa la dureza de las aguas $muca cal% precipita gran cantidad de sales calcreas que puedenobstruir las canalizaciones y el radiador.

engrase del motor y refrigeracion

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